AI破解数学难题,顶尖数学家怎么想?
2026年10月24日 星期六 首页
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AI破解数学难题,顶尖数学家怎么想?

本文来自微信公众号: 复旦青年 ,作者:关注科学的,原文标题:《学者访谈 | AI破解数学难题,顶尖数学家怎么想?》


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可以说,数学是一个有机整体吧。有关它的重大问题的解决,会吸引更多人来投身;投身其中的人,又创造更多可能性。人类就是在一个个可能性里面创造奇迹。要是把这些可能性都扼杀掉了,那奇迹可能就被扼杀了。


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复旦青年记者吴浩然主笔


复旦青年记者刘书铭叶静茹蒋奕铭拍摄


复旦青年记者刘书铭剪辑


复旦青年记者余秋瞳编辑


▲点击观看《复旦青年》访谈复旦大学上海数学中心与数学科学学院长聘教授李志远


2026年10月6日,OpenAI一次性公开了722篇由内部模型生成的数学研究手稿,分为372组相关成果,涉及多个数学分支。部分成果尚待进一步验证,此后也有部分手稿被撤回。此前,OpenAI曾于5月宣布用通用推理模型攻克了单位距离问题。


▲OpenAI在社交媒体平台发布相关消息


在OpenAI的帖子下,出现了这样一条高赞回复:“this meme may no longer be funny”,并配图:


如同一颗石子掷入湖面,AI的介入很快在数学界激起涟漪。今年5月,Nature杂志的News Features栏目发表题为“‘It is incredible’:How AI is transforming mathematics”的深度专题报道。一个月后,《莱顿人工智能与数学宣言》发布,呼吁重视AI生成证明的可靠性、研究成果的署名及同行评议等问题。9月,25位菲尔兹奖得主联名发表《人工智能在数学中的严重错位》,指出解决难题并非数学研究的全部目标,对数学概念的理解与洞见同样重要。10月7日,数学家陶哲轩在个人博客转载人类数学协会(AHM)针对OpenAI此次发布的声明,该声明对大规模集中发布研究手稿的方式提出质疑。


漫长的求解过程中,人类发明概念、修正直觉、建立理论,也训练后来者如何思考。如果机器可以迅速抵达终点,那么那些发生在抵达之前的事情,还意味着什么?什么才算数学?人类又究竟希望从数学中得到什么?


《复旦青年》邀请复旦大学上海数学中心、数学科学学院教授李志远,从数学家的具体经验出发,讨论AI进入数学研究之后,数学正发生着怎样的变化,数学家们又如何重新理解自己的工作,以及“数学”本身。


复旦大学上海数学中心与数学科学学院长聘教授,2024年获国家杰出青年科学基金资助


主要从事代数几何研究,特别是在各类模空间的研究中取得突出成果。与合作者发展了朗兰兹纲领在模空间理论中的运用,解决了K3曲面的模空间上的Noether-Lefschetz猜想和正交志村簇上的特殊Hodge猜想等长期未解决的公开问题。


AI,进击的数学巨人?


OpenAI在9月宣称解决纳维-斯托克斯方程在外力条件下的存在性和光滑性证明,10月又一次性发布涵盖多领域的722篇数学论文。作为数学学者,会如何看待AI当下取得的数学进展?


李志远:


我们见证了这个时代对基础数学最大的冲击。


两年前我还觉得AI只能处理高中竞赛题;从去年开始,我就听闻OpenAI能够展现出类似数学洞见的能力,当时感觉AI的发展比我们想象得快。


因为早有预料,面对今年AI的迅猛发展,我基本不再感到惊讶。在数学的研究领域,我看不到AI发展的上限在哪里。


目前来看,现在OpenAI提供的数学证明,有多少通过了验证?


李志远:


在722篇论文发布之初,只有一篇通过人工验证,另外有42%通过了形式化验证。几天后,OpenAI撤回了三篇与霍奇猜想相关的论文。这三篇论文的错误并非OpenAI所声称的那样,只是一个正负号写错了——事实上,存在更多的错误。


AI在这些论文中所采用的一些证明策略超出了我们此前的预期。例如,它引入了镜对称,将代数几何中的问题转换到辛几何领域。然而,辛几何领域中的许多理论和定义仍不严格。此外,论文中使用的数学工具之间,其结合的合理性尚待考察;将工具迁移到不同领域,也需要更加精细的改良。因此,数学界内普遍认为AI对辛几何理论的迁移并非严谨的证明策略。


此外,虽然这次所采用的Lean形式化验证具有可靠性,但许多研究Lean的学者认为,至少要对同一结论采用多种方式进行形式化验证,才能保证结果的准确性。


注:形式化验证,是将数学命题和证明过程转换为计算机能够理解的严格逻辑语言,再由计算机检查推理是否成立。Lean则是一种用于完成这项工作的数学证明软件。与依赖数学家人工阅读、判断的传统证明方式不同,Lean能够按照严格的逻辑规则检查证明过程,发现其中缺乏依据的推理步骤。


根据您的观察,AI擅于解决哪一类数学问题?


李志远:


我自己的经验是AI对计算类问题的解决很擅长。因为这类问题容易检验,只要数据量足够大,它都做得较好。相较之下,在代数几何领域,部分问题尚且无法被AI解答,一是由于对应方向的知识存量过少,难以提供足量数据训练AI,让它产生对具体问题的深入理解;二是由于问题所涉及的数学概念本身其实不太成熟,致使解题难度提升。


数学还是“人的数学”吗?


如果AI能够发现数学真理,人类对于相关成果的理解和验证,还有意义吗?


李志远:


数学是探索真理的科学。数学真理在被我们发现并转译如为人类可理解的知识之前,就已经存在。如果不进行转译,即使它们被AI发现,对人类而言也仍然是未知的存在。只有将其转换为人类能够理解的科学语言,知识才得以传播。


数学的发展不仅依靠解决已有问题,也依靠创造新的概念和理论框架。您认为,未来AI是否也有可能创造新的数学语言,从而开辟新的研究领域、拓展人类对数学的理解?


李志远:


数学是人类用自身所能理解的语言,对宇宙本质的一种临摹。这种临摹可能并不准确。AI在这方面或许比我们更强,但就其本质而言仍是临摹。


对于将数学作为毕生追求的人而言,我们当然希望AI能够创造新的数学语言,因为这意味着开辟新的研究领域成为可能。如果AI能够做到这一点,它就不仅是协助人类进行数学研究的工具,更是拓展学术边界、开启新的认知维度的开拓者。


然而,AI的临摹若不能转化为人类能够理解的语言,这种临摹对人类而言就没有意义。如果AI创造了新的语言体系,人类却受自身认知能力的限制,无法理解新体系中的理论,更无从验证其理论成果的正确性。甚至,即使人类发展出新的数学理论,我们也无法排除一种可能性:AI早已得出相关结论,只是它的表达方式无人能够理解。如果走到这一步,人类不得不面对一个悲哀又无解的结局:数学仍在发展,人类却已经无法跟上AI的步伐。


就我个人而言,即使人类未来不再主导数学研究,只要我们能够转译并理解AI的研究,我也可以接受。因为作为自然科学家,我们仍然能够通过AI,窥见宇宙中尚未被认识的法则。


为什么数学家愿意用数十年去研究某些难题?对这些问题的探索对数学发展意味着什么?


李志远:


在我看来,这些数学问题可以视作夜航中的灯塔。大家沿着灯塔指引的方向航行,而每一次航行又会点亮新的灯塔。在这个过程中,相关理论的边界不断被拓宽,数学本身也被重新定义。


可以说,数学是一个有机整体吧。有关它的重大问题的解决,会吸引更多人来投身;投身其中的人,又创造更多可能性。人类就是在一个个可能性里面创造奇迹。要是把这些可能性都扼杀掉了,那奇迹可能就被扼杀了。


数学不存在了吗?


面对网络上“数学不存在了”等论调,很多数学专业的同学担忧自己会被AI取代,您怎么看待这种焦虑情绪?


李志远:


我并不认为数学不存在了。这种担忧我觉得有一定道理,AI带来的不确定性冲击了每个行业。我非常支持学生去各个赛道寻找机会,但是首先要想清楚,哪个赛道是有确定性的?放到5年的尺度,没有一个行业敢说自己完全不会变。


如果说以前的数学没了,我是同意的。但我并不认为数学会不存在。


AI的发展对数学工作者的学术能力提出了更高要求。就像金庸的武侠小说里描写的,有了九阳神功,学什么武功都快。作为数学家,有了AI也应当能更快地学习各种知识。所以,或许不必再局限于“一个成功的数学工作者只能专注一个领域”这种旧观念。现在我们应该具备从事多个领域研究的能力,随时做好跨领域研究的准备。


在AI时代,您认为想要投身数学研究的学生们应该如何培养自己的能力?


李志远:


我希望大家对问题的理解力不要退化,不是什么事情都交给AI就可以了。当然也不是说AI就是敌人、洪水猛兽。这肯定不对,因为我们人类已经回不去了,AI就是会进入我们的生活。但怎么使用还存在一些可以讨论的空间。


我觉得更大的可能是分阶段地使用AI,比如说,在正式进入研究工作者阶段之前,先通过本科、研究生阶段的数学训练打好基础。这方面训练做好,之后正常使用AI没问题。就像游戏中未成年人有防沉迷系统一样,不同年龄阶段应该有不同的限制,这是一种比较科学的方式。


我现在也要求我自己和学生,用AI时尽量使用聊天模式。很多人用AI就是在无脑抽卡,把问题扔给它,抽出来一篇文章,就完成了。那我极力反对。可以先说一下自己的思路,让AI评估其方向性,有了反馈之后你也会思考得更加充分。


学生在考虑研究方向时,是否应该先评估AI在该领域的竞争力再做选择?


李志远:


关键在于,没有人能够保证当下选择的研究领域在未来不会被AI取代。我认为,不应先去担心研究方向会不会被取代,而应着力提升自己的能力。因为现在所谓的“取代”只是有些基本问题被解决而已,不是根本性的——学科就没了。即使某个问题被AI解决了,仍需要有数学研究者能看懂并解释AI的解决方法。这也是数学能力的体现。


如果评价体系能跟上这波AI浪潮,更关注学生的数学能力而不是有没有解决某个问题,那就不用担心。我们要做的,是让评价体系与个人能力挂钩,而不是与具体的研究问题绑定。


*文中观点基于研究者在个人研究与教学经历中的观察与思考,欢迎读者朋友们继续讨论

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